注:
1:此为永磁同步控制系列文章之一,应大家的要求,关于永磁同步矢量控制的系列文章已经在主页置顶,大家可以直接去主页里面查阅,希望能给大家带来帮助,谢谢。
2:矢量控制的六篇文章后。弱磁、MTPA、位置控制系列讲解已经补充,也放在主页了,请大家查阅。
1 什么是三闭环控制系统?
在双闭环(速度环和电流环)控制的基础上,在转速外环外再加一个位置外环,这个位置外环的主要作用是使得电机准确的跟随位置给定,所以又称为位置闭环系统。他的原理和双闭环系统相似,通过电机的目标位置和实际位置做差,得到的偏差量作为转速调节器的速度给定。位置偏差越大,相应的转速给定也越大。
跟双闭环控制系统最大的区别就是,三闭环主要解决的是使得电机转到哪的问题,而双闭环主要解决的是转多快的问题。
2 三闭环系统的控制原理和搭建
图是模糊PI的,但是我做的是个普通PI的,但是模糊PI确实是个好办法,有机会还是可以研究研究的。
从控制原理上来讲,位置环的作用就是让电机转到指定的位置。由于位置控制常用在雕刻机和车床上,所以需要很高的控制精度,并且一定不能有超调。所以为了避免一般而言,位置换PI用纯比例控制器。
3 实验结果
其实本质上就是在双闭环的基础上加了一个位置环,其实难度和结构都比较简单,但是要实现高的精度,还有很快的相应速度,如果纯PI需要特别理想的参数,或者就是增加前馈补偿,本次我只是尝试了调PI的方法。
下图是转子位置给定和实际位置图,红色的是实际位置角,蓝色的是给定。
再看带载运行的情况,有小范围的波动,以上四次波动分别为 2N 4N 10N 15N,可以看出都能够快速回到给定位置。